[發(fā)明專利]渦輪壓縮機(jī)的路徑和速率控制

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010068146.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN111502838A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·M·法恩斯沃思;D·弗力克;長(zhǎng)谷川茂樹;直木留
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車工程及制造北美公司;豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F02D41/00
• 分類號(hào): F02D41/00;F02B39/10;F02B39/16
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 趙培訓(xùn)

1.一種用于控制車輛內(nèi)的空氣流量的控制系統(tǒng)，包括：

燃料電池組，該燃料電池組被構(gòu)造成生成電能；

壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)被構(gòu)造成控制并且提供所述車輛內(nèi)的總空氣流量并且具有空氣壓力比和空氣流速，其中所述壓縮機(jī)以一定的速度運(yùn)行；以及

電子控制單元，該電子控制單元連接至所述燃料電池組和所述壓縮機(jī)并且被構(gòu)造成：

確定與相對(duì)于所述空氣流速對(duì)所述空氣壓力比的一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的路徑，

基于所述路徑確定與對(duì)所述空氣壓力比或所述空氣流速的一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的速率，以及

基于所述路徑和所述速率控制所述空氣壓力比、所述速度或所述空氣流速中的至少一個(gè)，以在正常運(yùn)行區(qū)域內(nèi)運(yùn)行所述壓縮機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：

旁通路徑，該旁通路徑朝向排放裝置并遠(yuǎn)離所述燃料電池組引導(dǎo)空氣流量；以及

旁通閥，該旁通閥被構(gòu)造成將所述總空氣流量分裂成第一部分和第二部分，其中，所述總空氣流量的第一部分被引導(dǎo)至所述燃料電池組中，而所述總空氣流量的第二部分被朝向旁通路徑引導(dǎo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)提供被經(jīng)由所述旁通閥傳送至所述燃料電池組或所述旁通路徑的空氣流量。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：

背壓閥，該背壓閥被構(gòu)造成產(chǎn)生返回至所述壓縮機(jī)的壓力，其中為了控制所述空氣壓力比、所述速度或所述空氣流速中的至少一個(gè)以在所述正常運(yùn)行區(qū)域內(nèi)運(yùn)行所述壓縮機(jī)，所述電子控制單元被構(gòu)造成：

控制所述背壓閥的一個(gè)或多個(gè)位置或所述旁通閥的一個(gè)或多個(gè)位置或者所述壓縮機(jī)的速度以調(diào)節(jié)所述空氣流速。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制單元被構(gòu)造成：

計(jì)算所述空氣壓力比與所述空氣流速之間的敏感度，其中所述敏感度指示所述空氣壓力比在恒定速度下相對(duì)于所述空氣流速的變化的變化，其中所述電子控制單元被構(gòu)造成確定所述路徑，并且所述速率進(jìn)一步基于所述敏感度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制單元被構(gòu)造成：

優(yōu)化所述路徑和所述速率以使響應(yīng)時(shí)間最小化；以及

進(jìn)一步基于優(yōu)化路徑和優(yōu)化速率控制所述空氣壓力比、所述速度或所述空氣流速中的至少一個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括：

背壓閥，該背壓閥被構(gòu)造成產(chǎn)生返回至所述壓縮機(jī)的壓力；以及

旁通閥，該旁通閥被構(gòu)造成使所述總空氣流量分裂；

其中，為了控制所述空氣壓力比、所述速度或所述空氣流速中的至少一個(gè)以在所述正常運(yùn)行區(qū)域內(nèi)運(yùn)行所述壓縮機(jī)，所述電子控制單元被構(gòu)造成：

調(diào)節(jié)所述背壓閥或所述旁通閥的位置，或者

調(diào)節(jié)所述壓縮機(jī)的速度。

8.一種用于控制車輛內(nèi)的空氣流量的方法，包括：

通過(guò)處理器并使用一個(gè)或多個(gè)傳感器確定空氣流速、壓力比以及敏感度；

通過(guò)所述處理器基于所述敏感度確定敏感區(qū)域、非敏感區(qū)域以及代表所述敏感區(qū)域和所述非敏感區(qū)域的邊界的敏感邊界線；

通過(guò)所述處理器確定目標(biāo)空氣流速和目標(biāo)壓力比；

通過(guò)所述處理器確定從所述空氣流速和所述壓力比至所述目標(biāo)空氣流速和所述目標(biāo)壓力比之間的路徑；

通過(guò)所述處理器基于所述路徑和所述敏感度確定速率；以及

通過(guò)所述處理器控制一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器以基于所述速率和所述路徑調(diào)節(jié)所述空氣流速和所述壓力比。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，確定所述空氣流速和所述壓力比至所述目標(biāo)空氣流速和所述目標(biāo)壓力比之間的路徑包含：

基于路徑映射確定敏感區(qū)域、非敏感區(qū)域以及所述敏感區(qū)域與所述非敏感區(qū)域之間的敏感邊界線；以及

基于所述空氣流速、所述壓力比和所述敏感邊界線確定最佳斜率。